客车车身整体骨架强度与局部应力集中分析

发布时间：2017-05-12 06:06

  本文关键词：客车车身整体骨架强度与局部应力集中分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文首先较全面地介绍了国内外客车设计与应力分析中应用有限元法进行研究的现状和发展趋势，论述了有限元法在客车车身骨架强度和应力集中分析中的应用，并阐明国内起步较晚所以与国外研究水平存在一定的差距，需要加快研究速度迎头赶上。 根据实际研究课题的需要，本文在对典型公交客车结构阐述的基础上，分析了仅行驶了十几万公里就发生早期失效的公交客车车身骨架构件的结构特点以及早期失效的情况，提出了解决早期失效问题的过程。 在此基础上研究了目前有限元客车车身骨架建模的三种方式，详细分析了不同建模方法间的建模特点和各自的优缺点，并讨论了在实际建模中如何正确运用建模方法的问题。本文根据问题客车的实际结构和尺寸准确地建立了全板壳单元大客车车身骨架有限元计算模型，对车身骨架的强度和刚度进行分析，得到了全板壳元客车车身骨架模型的应力分布与应力集中结果，找出了车身骨架早期失效的原因。 本文还研究了局部牛腿结构形式、分布位置、局部连接细节等因素对车身整体骨架强度的影响，并综合研究结果对实车结构进行改进设计，最终提出一个方便可行、成本低的维修改进方案，为客车的维修、新车的设计提供了理论和技术指导，大大降低生产厂家和客车用户的经济损失。 本文还研究了大客车车身骨架的局部应力集中问题。对于早期失效部位附近的吊耳结构，建立了真实的三维实体模型而且将其拼接到全板壳单元的客车车身骨架模型上进行局部应力分布与集中计算，并将其与采用简化力学模型的计算结果进行了比较。本文还研究了吊耳销作用力中心点与纵梁腹板间距对车架和客车骨架的应力分布与集中的影响，总结了相关的变化趋势。同时对车架上相关部位采用二次细化分析方法研究孔洞周围的应力分布与集中情况，为分析局部结构的裂纹产生原因提供参考；同时还研究了子模型分析方法在二次细化分析中的应用范围和技巧。这些研究和探讨为大型客车有限元计算模型的选择与建立、大客车车身骨架的强度和局部应力集中分析、客车车身的轻量化研究、提高客车承载能力的研究等方面可以提供参考和有益的帮助。
【关键词】：有限元法 客车 车身骨架 早期失效 应力分析
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U461
【目录】：

• 第1章 引言8-16
• 1.1 问题的提出8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状11-14
• 1.3 研究内容14-15
• 1.4 研究意义15-16
• 第2章 问题客车车身骨架与早期失效16-23
• 2.1 典型公交客车车身骨架结构简介16-18
• 2.2 问题客车骨架构件结构特点18-20
• 2.3 问题客车早期失效情况20-22
• 2.4 解决早期失效问题的过程22-23
• 第3章 客车车身骨架有限元分析法23-37
• 3.1 有限元法的思想和分析过程23-26
• 3.2 基于杆系结构的客车骨架有限元计算模型26-32
• 3.2.1 空间梁单元有限元计算理论26-29
• 3.2.1.1 空间梁单元的单元刚度矩阵26-28
• 3.2.1.2 载荷的移置28
• 3.2.1.3 单元刚度矩阵的坐标变换28-29
• 3.2.2 客车骨架空间杆系结构模型的有限元计算特点29-32
• 3.3 基于板壳结构的客车骨架有限元计算模型32-35
• 3.3.1 板壳结构的有限元基本方法32-33
• 3.3.2 客车车身骨架全板壳结构模型的有限元计算特点33-35
• 3.4 杆系和板壳组合结构客车车身骨架模型35-37
• 第4章 问题客车车身整体骨架强度分析37-47
• 4.1 计算模型的选取和硬软件平台的确定37-38
• 4.2 车身整体骨架有限元计算模型的建立38-41
• 4.2.1 几何模型的建立39-40
• 4.2.2 单元的选择及网格的划分40-41
• 4.2.3 载荷和约束的处理41
• 4.3 计算结果41-44
• 4.4 分析与总结44-47
• 第5章 问题客车车身骨架改进设计47-57
• 5.1 牛腿结构形式对车身整体骨架强度的影响47-49
• 5.2 牛腿分部位置对车身整体骨架强度的影响49-51
• 5.3 局部连接细节对客车车身骨架强度的影响51-53
• 5.4 其它因素对客车车身骨架强度影响的讨论53
• 5.5 改进设计方案与归纳分析53-57
• 第6章 局部应力分布与应力集中分析57-69
• 6.1 三维实体吊耳计算模型的建立57-59
• 6.1.1 吊耳的三维几何模型和网格划分57-59
• 6.1.2 吊耳与车架的连接及吊耳销的模拟59
• 6.2 计算分析及简化吊耳模型合理性分析59-61
• 6.2.1 实体吊耳模型的计算59-60
• 6.2.2 原吊耳简化模型合理性分析60-61
• 6.3 吊耳销中心与纵梁腹板间距对车架强度的影响61-63
• 6.4 二次细化分析局部应力集中63-69
• 6.4.1 二次细化方法的基本思想63-64
• 6.4.2 二次细化方法的一般过程64-66
• 6.4.3 车架吊耳附近腹板结构二次细化分析66-69
• 6.4.3.1 子模型的建立和网格的划分66
• 6.4.3.2 位移约束的施加66-67
• 6.4.3.3 二次细化计算67-69
• 第7章 结论与展望69-72
• 7.1 研究总结69-71
• 7.2 研究展望71-72
• 参考文献72-77
• 致谢77
• 研究论文 情况77

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 彭鹏峰;胡鹏辉;;客车车架结构设计与分析[J];西部交通科技;2013年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 沈兵;基于NX的客车骨架分析及优化研究[D];大连理工大学;2011年

2 马斌强;基于虚拟样机技术的某机动型雷达天线结构设计[D];西安电子科技大学;2011年

3 支保均;基于ANSYS的球磨机筛筒有限元分析[D];山东大学;2011年

4 麻会存;铁路检修轨道车车体结构仿真分析[D];大连交通大学;2011年

5 张毅;客车整体骨架碰撞计算机仿真与耐撞性分析研究[D];武汉理工大学;2006年

6 孙利伟;基于刚柔混合模型的混凝土泵车臂架的仿真研究[D];吉林大学;2006年

7 常剑;客车骨架强度早期失效分析[D];吉林大学;2006年

8 张关良;基于现代设计的客车车身结构分析及其轻量化设计[D];南京航空航天大学;2006年

9 尤爱玲;YBL6120H客车车身轻量化分析[D];吉林大学;2006年

10 成耀龙;大客车车身骨架结构轻量化研究[D];武汉理工大学;2007年

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本文编号：358921